Zamonaviy ishlab chiqarish landshaftida tezlik, aniqlik va materiallardan foydalanish bozor rahbarlarini raqobatchilardan ajratib turadigan asosiy ko'rsatkichlardir. Ushbu sanoat evolyutsiyasini boshqaradigan turli xil texnologiyalar orasida kompyuterning raqamli boshqaruvi (CNC) lazerli kesish eng o'zgaruvchan texnologiyalardan biri sifatida ajralib turadi. Yuqori konsentratsiyali, monoxromatik yorug'lik nurini substratga qaratib, lazerlar millimetrning fraktsiyalarida o'lchanadigan bardoshlik bilan murakkab geometriyalarni kesib o'tishlari mumkin.
Biroq, yuqori sifatli lazerli kesish qismlarini ishlab chiqarish metall yoki plastmassadan yonib turgan nurning bitta mexanik ta'siridan ancha ko'pdir. Bu juda intizomli, ko'p bosqichli muhandislik va ishlab chiqarish tsikli-. Bu ish jarayonining istalgan joyidagi buzilish-optimallashtirilmagan raqamli fayldan gazni noto‘g‘ri kalibrlash yoki noto‘g‘ri ishlov berish-kesish-bilan qismlar egri,{6}}tolerantlik o‘lchovlaridan chetda-va qimmat moddiy chiqindilarga olib kelishi mumkin. Ushbu ishlab chiqarish usulining samaradorligi va sifatini oshirish uchun komponent virtual kompyuter{9}}yordamidagi dizayn (SAPR) modelidan yakuniy-zavod-bo‘yidagi obyektgacha bo‘lgan to‘liq yo‘lni tushunishi kerak.
Oldindan{{0}ishlab chiqarish: raqamli dizayn va fayllarni optimallashtirish
Har qanday lazer{0}}kesim komponentining sayohati jismoniy mashina yoqilishidan ancha oldin boshlanadi. Bu SAPR dasturiy ta'minotining raqamli sohasida boshlanadi. Ushbu dastlabki bosqichda dizayn muhandislari qismning jismoniy o'lchamlarini aniqlaydilar, ammo ular buni ishlab chiqarish uchun dizayn ob'ektivi (DFM) orqali qilishlari kerak.
DFM paytida muhim e'tibor kerf kompensatsiyasi hisoblanadi. Kesish - bu materialni bug'lashtirganda lazer nurlari tomonidan yaratilgan tirqishning kengligi. Materialning qalinligi va lazer turiga qarab-ko'pincha 0,1 dan 0,3 millimetrgacha bo'lgan nihoyatda tor-, kerfni hisobga olmasangiz, ichki teshiklar biroz kattaroq bo'lib, tashqi o'lchamlar esa juda kichik bo'ladi.
Bundan tashqari, muhandislar materialning termal haqiqatlari atrofida loyihalashtirishlari kerak; masalan, juda murakkab naqshlarni yaratish yoki kichik teshiklarni bir-biriga juda yaqin joylashtirish haddan tashqari issiqlikni ushlab turishi mumkin, bu esa mahalliy erish va strukturaning deformatsiyasiga olib keladi. Qoida tariqasida, metallni qayta ishlashda teshikning minimal diametri hech qachon materialning qalinligidan kichik bo'lmasligi kerak.
Dizayn yakunlangach, uch o'lchovli model ikki o'lchovli vektor formatiga, odatda DXF yoki DWG fayliga- tekislanishi kerak. Ushbu fayl qattiq tozalash jarayonidan o'tishi kerak. Ikkita chiziqlar, bir-birining ustiga chiqadigan geometriyalar, chiziqlar orasidagi mikro-bo'shliqlar va adashgan langar nuqtalari butunlay olib tashlanishi kerak. Lazer mashinasida qoʻsh chiziq kesish boshi aynan bir xil yoʻlni ikki marta bosib oʻtishini bildiradi, bu esa kuchli qizib ketish, haddan tashqari shprits va orqa{6}}akslash natijasida mashinaning optikasiga potentsial shikastlanishga olib keladi.
Ishlab chiqarishni tayyorlash: uyalar va materiallarni taqsimlash
Qo'lda toza 2D vektor fayli bilan ish jarayoni Kompyuter{1}}Yordamli ishlab chiqarish (CAM) dasturlash va joylashtirishga o'tadi. Yuvalash - bu jumboq qismlarini tartibga solish kabi bir nechta qismlarni bitta xom ashyo varag'iga strategik joylashtirish. Mumkin boʻlgan eng yuqori varaqdan foydalanish foiziga erishish uchun turli geometriyalarni aylantirish va blokirovka qilish uchun AI{4}}ilgʻor, sunʼiy intellektga asoslangan joylashtirish dasturidan foydalaniladi. Skeletni-qolgan qoldiq matritsasini kamaytirish-to'g'ridan-to'g'ri har bir komponent uchun xom ashyo narxini pasaytiradi.
Yuvalash bosqichida dasturchilar, ayniqsa, keyingi egilish jarayonlarini boshdan kechiradigan yuqori-po'lat yoki alyuminiyni ishlab chiqarishda materialning don yo'nalishini hisobga olishlari kerak. Donga qarshi egilish materialning yorilishining oldini oladi, ya'ni xom varaqdagi lazerli kesish qismlarining yo'nalishi qat'iy nazorat qilinishi kerak.
Yuvalash, shuningdek, qoʻrgʻoshin{0}}va kirish-chiqishlarni ehtiyotkorlik bilan joylashtirishni talab qiladi. Lazer to'g'ridan-to'g'ri qismning oxirgi profil chizig'ida kesishni boshlay olmaydi, chunki boshlang'ich "teshilish" bosqichi material orqali kichik, tartibsiz teshikni portlatadi. Qo'rg'oshin-qisqa tayyorgarlik yo'li bo'lib, bu qismning oxirgi perimetridan tashqarida dasturlashtirilgan bo'lib, lazerga materialni toza teshish va haqiqiy kesish chizig'iga silliq o'tishdan oldin uning kesish dinamikasini barqarorlashtirish imkonini beradi.
Juda kichik qismlar uchun dasturchilar ko'pincha mikro-bo'g'inlar yoki "yorliqlar"ni o'z ichiga oladi. Bu kesish yo'lidagi kichik bo'shliqlar bo'lib, asosiy varaq skeletiga nozik tarzda biriktirilgan qismni qoldiradi. Yorliqlarsiz kichik qismlar ajralayotganda yuqoriga burilishga juda moyil bo'lib, tez harakatlanuvchi lazer boshi bilan to'qnashishi mumkin bo'lgan jismoniy to'siqni yaratib-qimmatbaho uskunalarga zarar yetkazadi va ishlab chiqarishni to'xtatadi.
Nest dasturlashtirilgandan so'ng, mashinani kalibrlash kerak. Operator substrat va kerakli chekka qoplama asosida tegishli yordamchi gazni tanlaydi. Yuqori{2}}bosimli azot odatda zanglamaydigan po'lat va alyuminiy uchun kislorodning rangi o'zgarishiga yoki oksidlanishiga yo'l qo'ymasdan eritilgan metallni portlatib yuborish uchun tanlanadi. Aksincha, kislorod kesish tezligini tezlashtiradigan ekzotermik reaktsiyani qo'zg'atish uchun qalin karbonli po'lat uchun ishlatiladi. Operator, shuningdek, lazer nurining fokus nuqtasini-yorugʻlik energiyasining eng zich kontsentratsiyasi material varagʻining yuqori yuzasiga, oʻrtasiga yoki pastki qismiga toʻgʻri kelishini sozlab, qirralarning toʻgʻriligini optimallashtiradi va choʻkishni minimallashtiradi.
Kesishning bajarilishi: harakatdagi fizika
Materiallar varag'i moki stoliga o'rnatilgandan so'ng va CNC dasturi ishga tushirilgach, jismoniy kesish bosqichi boshlanadi. Bu nuqtada, jarayon sof termodinamika va aniq harakatni boshqarishning orkestratsiyasiga aylanadi.
Lazer boshi yuqori tezlikdagi chiziqli motorlar tomonidan boshqariladigan X va Y o'qlari bo'ylab material bo'ylab harakatlanadi. Lazer manbasi-eski CO2 gaz lazeri yoki zamonaviy, yuqori{4}}samarador qattiq-xolatli tolali lazer-bir qator optik tolali-kabellar yoki ichki oynalar orqali to‘g‘ridan-to‘g‘ri kesish boshiga uzatiladigan nurni hosil qiladi. Bu yerda yuqori{9}}tozalikdagi fokusli linza nurni mikroskopik fokus nuqtasiga aylantirib, energiya zichligini bir zumda kvadrat santimetr uchun millionlab vattgacha oshiradi.
Ushbu mahalliylashtirilgan energiya materialga urilganda, substrat erish nuqtasidan o'tadi va millisekundlarda bug'lanish chegarasiga etadi. Bir vaqtning o'zida, koaksiyal yordamchi gaz oqimi chiqib ketish nozulidan chiqariladi. Bu yuqori{2}}tezlikli gaz oqimi ikkita muhim funktsiyani bajaradi: u erigan materialni yorliqning pastki qismidan pastga tushiradi va issiqlik-ta'sirlangan hudud (HAZ) hajmini cheklash uchun yaqin atrofni sovutadi.
Zamonaviy, yuqori samarali lazerli kesish tizimlari kesish sikli davomida barqarorlikni taʼminlash uchun real vaqtdagi jarayon monitoringini-foydalaydi. Kesish boshiga o'rnatilgan akustik va optik sensorlar doimiy ravishda kesish zonasidan chiqadigan yorug'lik emissiyasi va tovush chastotalarini baholaydi. Mashina anomaliyani aniqlasa,-masalan, issiqlikning to'satdan ko'tarilishi yoki ishlamay qolishi-, u portlash yoki kesishning oldini olish uchun harakat tezligini, lazer chastotasini yoki gaz bosimini avtomatik ravishda modulyatsiya qilishi mumkin.
Post-Ishlab chiqarish: pardozlash, sifat nazorati va qadoqlash
Lazer yakuniy yo‘lini tugatgandan so‘ng va mo‘ylov stoli mashina korpusidan chiqsa,-ishlab chiqarishdan keyingi bosqich boshlanadi. Lazer juda aniq kesishni ta'minlasa-da, qismlar kamdan-kam hollarda to'g'ridan-to'g'ri mashina to'shagidan darhol yig'ishga tayyor.
Post ishlab chiqarishdagi birinchi qadam{0}}bu qismlarni saralash va ajratishdir. Operatorlar ehtiyot qismlarni parcha skeletidan chiqarish uchun mikro{2}}yorliqlarni sindiradilar. Ishlatilgan materialga, qalinligiga va yordamchi gazga qarab, qismlar kichik qirralarning kamchiliklarini ko'rsatishi mumkin. Masalan, kislorod bilan kesilgan qismlar oksidi qatlamiga ega bo'lib, uni olib tashlash kerak bo'ladi, mashinaning termal chegarasiga yaqin kesilgan qismlarda esa pastki chetiga yopishib qolgan qotib qolgan metall shlaklardan iborat qotib qolgan -munchoqlar bo'lishi mumkin.
Buni tuzatish uchun komponentlar ikkilamchi pardozlash uskunalari orqali qayta ishlanadi. Bunga avtomatlashtirilgan changni tozalash mashinalari, ogʻir{1}}tasmali silliqlash mashinalari yoki seramika abraziv vositalar bilan toʻldirilgan sanoat tebranishli tsilindrnilar kiradi. Ushbu jarayon o'tkir burchaklarni tekislaydi, burmalarni olib tashlaydi va materialni qo'lda ishlatish xavfsizligini yaxshilaydigan va kelajakdagi bo'yoq yoki kukunli qoplamalar uchun optimal yopishishni ta'minlaydigan bir xil sirtni ta'minlaydi.
Tugatish bosqichidan so'ng komponentlar sifat kafolati (QA) ga o'tadi. Aniq ishlab chiqarish belgilangan muhandislik tolerantliklariga mutlaq muvofiqlikni talab qiladi. Sifatni nazorat qilish bo'yicha mutaxassislar bir qator metrologiya vositalaridan foydalangan holda lazerli kesish qismlarini tekshiradilar. Katta hajmli yoki oʻta murakkab qismlarga-avtomatlashtirilgan optik tekshiruv skanerlari oʻrnatiladi. Ushbu tizimlar jismoniy qismni skanerlaydi va uning o'lchamlarini mikron darajasigacha bo'lgan har qanday og'ishlarni ta'kidlab, bir zumda asl SAPR vektor fayliga qo'yadi. Kichikroq partiyalar uchun kalibrlangan raqamli kalibrlar, mikrometrlar va pin o'lchagichlar kabi an'anaviy asboblar teshik diametrlari va markaz chizig'i masofalari kabi muhim xususiyatlarni tekshirish uchun ishlatiladi.
Yaxlit jarayonning yakuniy bosqichi - saqlash va qadoqlash. Metall qismlar, xususan, uglerodli po'latlar, atmosfera namligiga juda zaifdir va tozalangandan keyin bir necha soat ichida sirt zangini rivojlanishi mumkin. Shuning uchun, engil zang{2}}profilaktik moy yoki kimyoviy plyonka ko'pincha qo'llaniladi.
Keyin ehtiyot qismlar ehtiyotkorlik bilan o'rnatiladi, tashish paytida metallga-metallning tirnalishining oldini olish uchun-qo'riqlovchi karton qo'shiladi va tagliklarga mahkam bog'lanadi. Tegishli hujjatlar, shu jumladan materiallar sinovi hisobotlari (MTR) va muvofiqlik sertifikatlari ishlab chiqarish tsiklini yakunlab, jo'natishga ilova qilinadi.
Xulosa
Lazer{0}}kesilgan qismlarni ishlab chiqarishning toʻliq jarayoni yuqori darajada integratsiyalashgan quvur liniyasi boʻlib, raqamli aniqlik bevosita jismoniy muvaffaqiyatni belgilaydi. Lazerli kesishni mustaqil ishlov berish jarayoni sifatida ko'rish muhandislik noto'g'ri tushunchadir. Haqiqatan ham, yakuniy komponentning sifati SAPRni dastlabki tozalash jarayonida soxtalashtiriladi, CAM joylashtirish bosqichida optimallashtiriladi, lazer{3}}materiallar oʻzaro taʼsirining murakkab fizikasi orqali amalga oshiriladi va ikkinchi darajali pardozlash va metrologiya tekshiruvi vaqtida mukammallashtiriladi.
Sanoat avtomatizatsiyasi, mashinani oʻrganish va ultra{0}}yuqori{1}}quvvatli tolali lazer tizimlari yetilishda davom etar ekan, bu alohida bosqichlar har qachongidan ham oʻzaro bogʻliq boʻlib bormoqda. Avtomatlashtirilgan yuklash tizimlari endi xom choyshablarni kesish joyiga berishi mumkin, robotli saralash qo'llari esa inson aralashuvisiz qismlarni skeletdan ajratib olishi va ularni to'g'ridan-to'g'ri tugatish chiziqlariga joylashtirishi mumkin. Ushbu to'liq operatsion ish jarayonining har bir qadamini hurmat qilish va optimallashtirish orqali ishlab chiqarish korxonalari misli ko'rilmagan o'tkazuvchanlikni ochishi, moddiy chiqindilarni yo'qotishi va global ta'minot zanjiriga jahon-sinfidagi komponentlar sifatini doimiy ravishda yetkazib berishi mumkin.